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掃描電鏡帶您揭秘:鑽石真的堅不可摧嗎?「天然鑽石篇」

作者:飛納電鏡

我們或許不熟悉戴比爾斯,但是大概沒有人不知道它那句著名的廣告語:鑽石恒久遠,一顆永流傳。鑽石被定義為愛情的見證,價格一直居高不下,位居奢侈品界百年。

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天然鑽石是時間的饋贈,幾乎與地球同齡,地質學家認為,即使是最“年輕”的鑽石,也遠早于恐龍時代之前形成,而恐龍大約是在 6500 萬年前滅絕。我們今天看到的鑽石,早在 30 億年前就已經形成,是以擁有一顆天然鑽石,就是擁有一件與地球幾乎同齡的隽永瑰寶。

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可以說,我們和每一顆天然鑽石的相遇,都是天時地利造就的奇迹。在地下 100-300 km,每一顆天然鑽石的形成,都需要恰到好處的溫度(1000 攝氏度以上)以及嚴苛的壓強條件(4.5-6.0 gpa),經過兩三百萬年的擠壓彙聚,借助火山活動帶到地表,這樣才有可能會穿越人海,來到我們的面前。

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這麼高的溫度我們不多說,6 gpa 的壓力是什麼概念呢?它就像 6 頭 10 噸的非洲象,踩在你的腳的小拇指上。

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不過,這些看着閃耀無比的鑽石,在掃描電鏡下是什麼樣呢?碎鑽和大鑽石到底有何不同呢?我們做了個小實驗。

選取兩枚天然鑽石戒指為測試樣品:樣品 1:碎鑽戒指;樣品 2:大鑽石戒指

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2. 超音波清洗 3 分鐘

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3. 制樣放置樣品杯中

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将樣品放入飛納台式場發射掃描電鏡 phenom pharos g2 中,首先,在光學顯微鏡導航下,兩枚鑽戒是這樣的,依舊璀璨無比。

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接下來,鑽石在高倍的掃描電子顯微鏡下,便立刻現出了“原型”!

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碎鑽的表面 放大倍數 130x

我們可以發現,碎鑽的表面,并不是那麼完美,碎鑽的表面有很多瑕疵,切工比較粗糙,我們進一步放大看看這些缺陷的位置。進一步放大後,碎鑽表面的缺陷非常明顯,有各種各樣的裂紋,并且表面不夠幹淨平整。

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碎鑽表面的各種缺陷 放大倍數 3000x

那麼我們來看一下價格更高的大鑽石戒指,表面又如何呢?

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我們可以看出,大鑽石表面相對較平整,沒有明顯的瑕疵,且切工也相對完美,是以價格也會比碎鑽高。衆所周知,鑽石也就是金剛石,天然鑽石的主要成分為 c,但是由于在天然的高溫高壓環境中形成, 是以也會存在其他金屬和非金屬元素。其獨特的晶體結構使其成為莫氏硬度最高的材料,但是小編發現,在實際的穿戴中,磕碰,摩擦等也同樣會對其表面産生影響。

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穿戴中産生的磕碰

鑽石是硬度最高的寶石,但也并非堅不可摧,它有一定的脆性,可能會因重擊而破損,尤其在棱角的位置,磕碰會更加明顯。從磕碰位置的能譜結果可以看出,該位置含有 fe 元素,并有少量 cr,mn 元素,推測可能是鑽石含有的礦物質或鑽戒穿戴過程中磕碰到金屬制品所導緻。

最後,小編給大家分享幾個保養鑽石的小技巧:

1. 鑽石不要和硬物撞擊:在做家務或者其他體力勞動時,最好把佩戴的鑽石首飾摘下來放好,以免不小心碰撞到堅硬物體,對鑽石造成損傷。

2. 遠離油性物質:鑽石具有親油性,油漬、污漬等沾染到表面,會掩蓋其光澤。是以在洗碗和做飯的時候應該摘下首飾,避免沾染污迹、油煙等。

3. 定期清洗鑽石: 鑽石在佩戴過程中可以直接用清水清洗;也可以用洗潔精等中性清洗劑,拿軟毛牙刷輕刷鑽石表面,用幹絨布吸幹水分;或者在珠寶店購買專用的珠寶清洗液,按照使用說明清洗鑽石。

4. 不要帶着鑽飾去遊泳:泳池裡的物質對單顆鑽石是沒有影響的,但對于鑲嵌鑽石的金屬材質就會有些影響,可能導緻金屬變色。

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